专利名称：一种内埋式消隙齿轮机构的制作方法
技术领域：
本发明属于机械设计中的传动系统设计，应用于需要采用高精度齿轮传动并要求齿轮正反向啮合过程中没有侧隙的场合，应用于国防、航空航天、高精度数控机床、大型刀库等领域。
背景技术：
在传统的平行轴齿轮传动消隙机构中，典型的有以下三种A)双齿轮弹簧消隙传动这种结构一般将主动齿轮做成整体，把大齿轮做成双齿轮。双齿轮之间使用销轴和弹簧柔性连接在一起形成消隙齿轮，并与主动齿轮啮合。当两轴之间的齿轮存在啮合间隙时，消隙齿轮在弹簧的弹力作用下，其两个齿轮的轮齿沿着齿圈圆周方向产生错齿现象， 从而消除了轮齿啮合间隙。但是这种机构受结构限制，齿轮直径不宜太小，否则弹簧布置受到限制。B)双齿轮碟形弹簧消隙传动机构该机构中的齿轮必须是斜齿轮。其中主动齿轮做成整体的，与之啮合的从动齿轮由两个齿宽较窄的固定齿轮共同组成，在固定齿轮的轴向方向之间留有一定的间距并放置一定厚度的垫片。由于传动机构采用的是斜齿轮且固定齿轮装在花键轴上，受花键的约束不能产生转动，使消隙齿轮的组合齿厚增大了，从而消除齿轮的啮合间隙。这种机构消隙齿轮必须组合加工，制造比较麻烦。C)偏心套消隙传动机构偏心套消隙传动机构的消隙原理，是依靠伺服电动机改变定位偏心套的圆周位置，而改变传动轴之间的距离来实现消除主动齿轮和从动齿轮之间的啮合间隙。这种机构要求的操作空间较大，而且装配工艺性较差。
发明内容
本发明要解决的技术难题是克服平行轴小齿轮传动机构空间小，传统消隙方法不能使用，而发明一种能够在很小空间内消除齿轮传动侧向间隙的传动机构。一种内埋式消隙齿轮机构通过将两个齿轮的侧端面开槽埋入弹簧的方式，两个齿轮之间通过相对旋转而产生一定的预紧力，在与主动齿轮装配过程中，使消隙齿轮机构能够抱住主动齿轮，从而实现无侧隙啮合。该机构结构简单，预紧力可调，弹簧不外露，节省空间，非常适于小齿轮传动中使用消隙齿轮结构的应用领域。本发明所采用的技术方案是一种内埋式消隙齿轮机构由轴齿轮1、消隙齿轮2、 轴用卡圈3和2个环形弹簧4组成；轴齿轮1左右两侧都有加工成阶梯状的轴，消隙齿轮2 安装在轴齿轮1左侧的配合轴面J上，消隙齿轮2由安装在轴齿轮1的环形凹槽H中的轴用卡圈3轴向定位，避免消隙齿轮2的轴向滑动；在轴齿轮1的左侧面上加工有2条轴齿轮内的半圆环形滑道F和2个轴齿轮上的突起E ；在消隙齿轮2的右侧面上加工出2条消隙齿轮内的半圆环形滑道G和2个消隙齿轮上的突起D ；分别将2个环形弹簧4置于轴齿轮1 的2条轴齿轮内的半圆环形滑道F中，并使2个环形弹簧4的一端分别对称靠近轴齿轮上的突起E的一侧；安装在轴齿轮1左侧的消隙齿轮2以自身内孔与轴齿轮1上的配合轴面 J配合，并将消隙齿轮上的突起D与轴齿轮上的突起E错开；在轴齿轮1和消隙齿轮2的两个端面贴合的过程中，2个环形弹簧4分别位于轴齿轮内的半圆环形滑道F和消隙齿轮内的半圆环形滑道G所形成的圆形空腔中；轴齿轮上的突起E的一侧和消隙齿轮上的突起D的一侧分别与环形弹簧4的两个端面接触。本发明的显著效果是设计发明的一种内埋式消隙齿轮机构，通过有效利用齿轮的端面空间，将预紧弹簧内埋入齿轮端面的内部，可克服传统消隙方式下所需空间较大的缺点，满足小齿轮无侧隙传动的要求。该结构可广泛用于航空航天、数控机床、大型链式刀库等项目。该机构结构简单、工艺性好、稳定性好、寿命长、操作简单、使用方便、成本较低。
图1为轴齿轮1的三维立体图，图2为消隙齿轮2的三维立体图，图3为消隙齿轮机构与主动齿轮啮合的三维立体示意图，图4为内埋式消隙齿轮机构的A-A剖视图，图5为内埋式消隙齿轮机构的B-B剖视图，图6为内埋式消隙齿轮结构的C-C剖视图。图中1-轴齿轮，2-消隙齿轮，3-轴用卡圈，4-环形弹簧。D-消隙齿轮上的突起， E-轴齿轮上的突起，F-轴齿轮内的半圆环形滑道，G-消隙齿轮内的半圆环形滑道，H-环形凹槽，J-配合轴面。
具体实施例方式结合技术方案和附图详细说明本发明的实施。如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，轴齿轮1和消隙齿轮2的齿轮参数完全相同。轴齿轮1和消隙齿轮2的齿轮参数完全相同，与之相啮合的齿轮除齿数可能与之不同，齿宽一定大于轴齿轮1和消隙齿轮2的齿宽和之外，其他参数也相同。以轴齿轮1作为基准，装配时，将加工有轴齿轮1上的突起E和轴齿轮内的半圆环形滑道F的端面向上，将2个环形弹簧4分别置于轴齿轮1的2条轴齿轮半圆环形滑道F 中，并使2个环形弹簧4的一端分别对称靠近轴齿轮上的突起E的一端。再将消隙齿轮2 加工有消隙齿轮上的突起D和消隙齿轮内的半圆环形滑道G的端面向下并以自身内孔与轴齿轮1的配合轴面J配合，将消隙齿轮上的突起D与轴齿轮上的突起E错开一点，使消隙齿轮上的突起D能够顺利进入轴齿轮内的半圆环形滑道F，在轴齿轮1和消隙齿轮2的两个端面贴合的过程中，2个环形弹簧4分别位于2个轴齿轮内的半圆环形滑道F和2个消隙齿轮内的半圆环形滑道G所形成的2个半环形圆形空腔中。轴齿轮上的突起E和消隙齿轮上的突起D —侧分别与环形弹簧4的两个侧面接触。轴用卡圈3位于轴齿轮1的环形槽中，避免消隙齿轮2的轴向滑动。这些组件安装在一起便形成了消隙齿轮机构。该消隙齿轮机构在与其他齿轮啮合时，将轴齿轮1和消隙齿轮2相对旋转，使2个环形弹簧4被挤压，消隙齿轮1和消隙齿轮2在环形弹簧4力的作用下与被啮合齿轮啮合。 这样被啮合齿轮的每个轮齿两个齿侧分别与轴齿轮1和消隙齿轮2的齿侧接合，被啮合齿轮无论是正转还是反转，都将带动轴齿轮1或消隙齿轮2的转动，从而实现无侧隙啮合传动。通过调节啮合时弹簧的压缩量，可以小范围调节消隙齿轮机构的预紧力。
该内埋式消隙齿轮机构充分利用齿轮的侧面，通过开圆槽的方式埋入弹簧，结构简单，使用方便，工艺性好，预紧力可调，可广泛用于航空航天、精密数控机床、大型链式刀库等领域。
权利要求
1. 一种内埋式消隙齿轮机构由轴齿轮(1)、消隙齿轮O)、轴用卡圈(3)和2个环形弹簧(4)组成；轴齿轮(1)左右两侧都有加工成阶梯状的轴，消隙齿轮( 安装在轴齿轮(1) 左侧的配合轴面(J)上，消隙齿轮O)由安装在轴齿轮(1)的环形凹槽(H)中的轴用卡圈 (3)轴向定位，避免消隙齿轮O)的轴向滑动；在轴齿轮(1)的左侧面上加工有2条轴齿轮内的半圆环形滑道(F)和2个轴齿轮上的突起(E)；在消隙齿轮( 的右侧面上加工出2条消隙齿轮内的半圆环形滑道(G)和2个消隙齿轮上的突起(D) ；2个环形弹簧(4)分别安装在轴齿轮(1)的( 条轴齿轮内的半圆环形滑道(F)中，并且2个环形弹簧的一端分别对称顶在轴齿轮上的突起(E)的一侧；安装在轴齿轮(1)左侧的消隙齿轮O)以自身内孔与轴齿轮(1)上的配合轴面(J)配合，且消隙齿轮上的突起(D)与轴齿轮上的突起(E) 错开；轴齿轮(1)和消隙齿轮O)的两个端面贴合，2个环形弹簧(4)分别位于轴齿轮内的半圆环形滑道(F)和消隙齿轮内的半圆环形滑道(G)所形成的圆形空腔中；轴齿轮上的突起(E)的一侧和消隙齿轮上的突起(D)的一侧分别与环形弹簧的两个端面接触。全文摘要
本发明一种内埋式消隙齿轮机构属于机械设计中的传动系统设计，应用于需要采用高精度齿轮传动并要求齿轮正反向啮合过程中没有侧隙的场合。该消隙齿轮机构由轴齿轮、消隙齿轮、轴用卡圈和2个环形弹簧组成；轴齿轮左右两侧都有加工成阶梯状的轴，消隙齿轮安装在轴齿轮左面的配合轴面上，消隙齿轮由安装在轴齿轮的环形槽中的轴用卡圈轴向定位。2个环形弹簧分别位于轴齿轮内的半圆环形滑道和消隙齿轮内的半圆环形滑道所形成的圆形空腔中。本发明克服传统消隙方式所需空间较大的缺点，满足小齿轮无侧隙传动的要求。该机构结构简单、工艺性好、稳定性好、寿命长、操作简单、使用方便、成本较低，可广泛用于航空航天、数控机床中。
文档编号F16H55/18GK102494107SQ201110358079
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者任宗金, 刘巍, 王福吉, 贾振元 申请人:大连理工大学